疫情背景下關(guān)于污泥處理處置的思考

水處理網(wǎng)訊:日前，自從疫情開(kāi)始一直擔(dān)心的事情還是發(fā)生了，1月30日，鐘南山院士在采訪中提醒，要高度警惕新型冠狀病毒糞口傳播的問(wèn)題；2月1日，深圳市第三人民醫(yī)院透露，在某些新型冠狀病毒感染的肺炎確診患者的糞便中檢測(cè)出2019-nCoV（新型冠狀病毒）核酸陽(yáng)性，很有可能提示糞便中會(huì)有病毒的存在。

理論上講，冠狀病毒是具外套的正鏈單股RNA呼吸道病毒，直徑約80～120nm，主要成分是蛋白、酶等?；颊咄ㄟ^(guò)飲食等途徑或體內(nèi)的病毒通過(guò)一定途徑進(jìn)入消化道后，在胃酸和消化道中各種消化酶的作用下，會(huì)因失去活性而失去感染力，對(duì)于疾病傳播也就沒(méi)有意義。問(wèn)題是，新型冠狀病毒目前存在通過(guò)消化道而沒(méi)有被完全降解的可能性，并隨糞便排出體外，即可在糞便標(biāo)本中檢測(cè)到病毒核酸陽(yáng)性。

最著名的案例莫過(guò)于2003年香港淘大花園爆發(fā)的“SARS”病毒通過(guò)下水道地漏糞口傳播事件，造成了慘痛的教訓(xùn)。

參照SARS病毒，2003年香港、日本和德國(guó)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)研究確定，SARS在糞便中可以存活48h，在糞便和尿液的混合物中可存活1-2d,低溫環(huán)境下可以存活更長(zhǎng)時(shí)間；加熱達(dá)56℃時(shí)，則每15min可殺滅1萬(wàn)個(gè)SARS病毒。

因此，對(duì)于城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域，從進(jìn)水到出水的流程中，很多工段都存在著病毒擴(kuò)散傳播的風(fēng)險(xiǎn)。

國(guó)內(nèi)的污水處理一向是重水輕泥的，這不僅顯示在污水處理廠的建設(shè)投資上，國(guó)內(nèi)大部分專(zhuān)家也是更專(zhuān)注于水的治理。在此次疫情發(fā)生后，中國(guó)水網(wǎng)2月1日刊登了江南大學(xué)李激教授針對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠給出了八條實(shí)質(zhì)性的運(yùn)行建議，主要是對(duì)出廠水指標(biāo)的控制；2月1日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)出了«關(guān)于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療污水和城鎮(zhèn)污水監(jiān)管工作的通知»，提及了“污泥在貯泥池中進(jìn)行消毒，貯泥池有效容積應(yīng)不小于處理系統(tǒng)24小時(shí)產(chǎn)泥量，且不宜小于1m3。貯泥池內(nèi)需采取攪拌措施，以利于污泥加藥消毒”。但現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠基本都沒(méi)有對(duì)儲(chǔ)泥池設(shè)立消毒設(shè)備，而且儲(chǔ)泥池污泥濃度高，消毒藥劑的分散不同于出廠水的消毒，因此實(shí)際操作是不太現(xiàn)實(shí)的。該通知還是主要針對(duì)醫(yī)療廢水的處理的，2月1日王凱軍教授也進(jìn)行了如此解讀。

可見(jiàn)，在對(duì)污泥的無(wú)害化處理處置上，各種政策言之甚少。聯(lián)想這兩年國(guó)內(nèi)污泥處理行業(yè)技術(shù)發(fā)展的怪異和市場(chǎng)的亂象，行業(yè)專(zhuān)家很難給出更切合實(shí)際的指導(dǎo)性方案，而是一種觀望的態(tài)勢(shì)，這應(yīng)該是我們對(duì)污泥處理處置的不夠重視。

《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的污染物排放中的廢氣、廢水指標(biāo)做了比較詳盡的指標(biāo)要求，但對(duì)污泥的要求指標(biāo)及相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)就比較不足。污泥作為一個(gè)重要的污染源，其應(yīng)與污水廠出水是一樣的地位的。目前對(duì)于一般市政污水處理廠出廠污泥基本只執(zhí)行含水率的要求，這就使市場(chǎng)上的污泥減量技術(shù)發(fā)展較為寬泛，從不同角度來(lái)演繹。而污泥由于富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是細(xì)菌和病毒的良好營(yíng)養(yǎng)基，如果只是在重量上減少，完成污泥的減量化，忽略污泥的穩(wěn)定化和無(wú)害化，那么在目前這種疫情狀況下，污泥將成為病毒的良好載體，在污泥的不同處理處置過(guò)程中，可能產(chǎn)生不可預(yù)估的傳染風(fēng)險(xiǎn)。

因此，此次疫情應(yīng)是我們提出更科學(xué)的污泥處理技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的契機(jī)，污泥處理不僅要結(jié)合國(guó)情，要結(jié)合處理成本，還要結(jié)合污泥的特性科學(xué)地來(lái)考慮。

污泥處理系統(tǒng)必須是全密閉系統(tǒng)

一般城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理系統(tǒng)應(yīng)該是由污泥收集、污泥調(diào)理、污泥脫水、污泥干化、污泥存儲(chǔ)組成的。國(guó)內(nèi)的污水處理廠很多建設(shè)在市區(qū)人口密集處，為了避免處理處置過(guò)程中的病菌病毒的氣流傳播及操作人員的接觸攜帶，因此一個(gè)全密閉的設(shè)計(jì)是非常必要的，也符合潔凈生產(chǎn)的基本要求。對(duì)此我們建議：

--污泥的收集采用管道泵送的方式達(dá)成全密閉要求；

--污泥的調(diào)理采用管道在線式加藥調(diào)理或全密閉式罐槽式加藥調(diào)理；

--污泥脫水采用離心脫水；

--脫水后的污泥的輸送采用泵+管道輸送形式，使用螺桿泵或柱塞泵；

--脫水后污泥干化設(shè)備采用全密閉及負(fù)壓形式，可以采用槳葉、帶式、盤(pán)式、薄層等形式。負(fù)壓產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入廢氣處理裝置進(jìn)行處理；

--干化前及干化后的污泥均采用料倉(cāng)形式緩存，采用圓形、矩形等滑架或多螺旋料倉(cāng)，料倉(cāng)保持負(fù)壓。廢氣進(jìn)入廢氣處理裝置進(jìn)行處理。

污泥的無(wú)害化及穩(wěn)定化

城鎮(zhèn)生活污水處理廠污泥很難做到無(wú)害化，對(duì)下游處置來(lái)說(shuō)，針對(duì)不同的處置方法，污泥中含有的重金屬、抗生素、病毒、細(xì)菌等決定了污泥“無(wú)害”的程度是不一樣的。基于污泥是污染物的特性，我們的考慮應(yīng)該是在出廠(排污)時(shí)污泥的無(wú)害狀態(tài)最小化。

為避免污泥中的細(xì)菌和病毒在出廠后輸送及處置過(guò)程中產(chǎn)生二次污染，在廠區(qū)內(nèi)對(duì)污泥中的細(xì)菌和病毒進(jìn)行滅殺是非常必要的，這也是上述通知的要求。但如果將滅殺點(diǎn)放在污泥儲(chǔ)存池這是不妥當(dāng)?shù)?，一者量大，二者殺菌劑的分散有?wèn)題，三者對(duì)后續(xù)污泥處理設(shè)備的腐蝕不可預(yù)見(jiàn)，因此我們建議將無(wú)害化點(diǎn)放在污泥出廠前，例如污泥干化這個(gè)工段。

美國(guó)EPA的40 CFR 503對(duì)此作了很好的規(guī)范，其中的D項(xiàng)提出了“病原體的減除和載體（蚊蠅和嚙齒動(dòng)物）吸引減除”的要求，并提出如果采用熱干化的模式，必須使污泥本體溫度能夠達(dá)到80℃，出泥含固率達(dá)到90%；抑或巴氏殺菌法，將污泥加熱到70℃，并維持30分鐘以上。

溫度及停留時(shí)間是殺滅病原體的一個(gè)必要因素，而“載體吸引減除”是最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性的要求，10%含水率的污泥接近絕干，病毒、細(xì)菌、蚊蠅等無(wú)法利用其中的水分進(jìn)行繁衍，同時(shí)有機(jī)質(zhì)呈惰性化，不存在菌體的延續(xù)新陳代謝而產(chǎn)生的各種揮發(fā)性物質(zhì)，因此要達(dá)到對(duì)載體的吸引減除，低含水率是最好的指標(biāo)。

目前國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠使用的污泥干化技術(shù)基本為熱干化，但主要目標(biāo)是達(dá)到污泥的減量，在污泥的無(wú)害化及穩(wěn)定化上沒(méi)有目標(biāo)制定。很多干化技術(shù)采用超低溫干化的模式，污泥在干化過(guò)程中本體溫度只能達(dá)到40-50℃，反而促進(jìn)了一些細(xì)菌及病毒的活性；同時(shí)主流設(shè)計(jì)要求出廠泥含水率在30%-40%（這個(gè)值的來(lái)源無(wú)從科學(xué)考量），這就使得污泥從干化機(jī)內(nèi)出來(lái)后在存儲(chǔ)、運(yùn)輸及后續(xù)處置過(guò)程中所在環(huán)境溫度相當(dāng)合適，水分充足，營(yíng)養(yǎng)充分，細(xì)菌及病原體再次快速?gòu)?fù)制并持續(xù)新陳代謝，釋放大量VOC，病毒和細(xì)菌在后續(xù)處置工段存在傳播的風(fēng)險(xiǎn)，這些隱形的二次污染目前還沒(méi)有得到關(guān)注。

資源化

污泥的資源利用一直是瓶頸，關(guān)鍵的影響因素有兩種：一種是污泥中的重金屬含量不穩(wěn)定，有超標(biāo)的可能性；一種是污泥中的抗生素含量較高。事實(shí)上，污泥里還存在這第三種影響因素：微塑料。

第一種是大家都公認(rèn)的，由于污水來(lái)源的廣泛性和不確定性，重金屬的含量和種類(lèi)對(duì)污泥土地使用的風(fēng)險(xiǎn)是顯而易見(jiàn)的，這使得污泥農(nóng)用的政策在國(guó)內(nèi)一直不能通過(guò)，這些都限制了污泥的農(nóng)用—一直被認(rèn)為是污泥的最佳的資源化方向，能充分使用其中的N、P、Ka。不過(guò)也是由于重金屬對(duì)污泥土地使用的阻止，使得抗生素和微塑料對(duì)土地使用的危害得以關(guān)注，否則，這兩種不可預(yù)見(jiàn)的遠(yuǎn)期危害會(huì)被大量污泥土地利用帶來(lái)的短期益處所掩蓋。

抗生素和微塑料的風(fēng)險(xiǎn)最近幾年提及的人比較少，這是因?yàn)槲勰嘀械暮勘容^少，但其在人體內(nèi)富集的特性是與重金屬一樣的，而且給人體帶來(lái)的疾病的不確定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重金屬，因此對(duì)于一些非工業(yè)型城市的污泥采用的堆肥等土地使用的資源化工藝，其潛在的抗生素和微塑料對(duì)土地的毒害的風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)法避免的。中國(guó)一向是人均抗生素使用量最大的國(guó)家，人均使用量是西方的5倍，通過(guò)消化系統(tǒng)及泌尿系統(tǒng)后進(jìn)入污水處理廠，污泥中富集度是最高的；污水廠污泥中的微塑料主要來(lái)源為生活洗滌污水，再進(jìn)入污水處理廠，大部分由于生化污泥的吸附特性而保留在污泥中，一部分隨出廠水排放。因此，抗生素和微塑料在污泥土地利用后可直接被植物完整吸收并積累，最終進(jìn)入人類(lèi)食物鏈。

考慮到中國(guó)人口眾多，居住密集，污染物迭代傳播的路徑應(yīng)該被嚴(yán)格控制，因此對(duì)于污泥的資源化，應(yīng)該是向生物質(zhì)燃料方向發(fā)展。通過(guò)焚燒工藝使重金屬、抗生素及微塑料的污染止步于此。

資源化利用的經(jīng)濟(jì)性

全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠每年產(chǎn)生的含水率80%的污泥在5000萬(wàn)噸左右，干化到含水率20%需要蒸發(fā)掉3750萬(wàn)噸水，如果蒸發(fā)過(guò)程需要的熱量來(lái)自鍋爐蒸汽，那么大約需要4875萬(wàn)噸蒸汽。20%含水率的干污泥平均熱值在2200Kcal/kg，每年的產(chǎn)量約在1250萬(wàn)噸，進(jìn)焚燒爐補(bǔ)償熱值可產(chǎn)蒸汽約3140萬(wàn)噸蒸汽，那么蒸汽的缺口大約在1735萬(wàn)噸，折合標(biāo)煤217萬(wàn)噸/年（中國(guó)2019年標(biāo)煤消耗25.1億噸）。

因此，在滿足前面的穩(wěn)定化和無(wú)害化的要求下，全社會(huì)統(tǒng)籌考慮，挖掘如何減少這217萬(wàn)噸煤的消耗的潛力，支持、鼓勵(lì)采用余熱、廢熱作為污泥干化減量的熱源，使全國(guó)的污泥的處理處置熱能消耗總體為石化燃料零消耗狀態(tài)。

討論與結(jié)論

我們建議在制定相關(guān)污泥處置政策及標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要偏向以下幾點(diǎn)：

-污泥的減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化的實(shí)際技術(shù)指標(biāo)科學(xué)合理，避免相關(guān)建設(shè)更新?lián)Q代頻繁，浪費(fèi)社會(huì)的整體資源；

-鼓勵(lì)垃圾熱電廠協(xié)同干化焚燒，利用垃圾熱電廠廢棄的汽化潛熱作為污泥干化熱源；

-鼓勵(lì)水泥工業(yè)、冶金工業(yè)、造紙工業(yè)及化學(xué)工業(yè)等利用廢煙氣、廢熱水作為熱源并利用干污泥作為回轉(zhuǎn)窯、鍋爐的補(bǔ)充燃料；

-污水廠地理位置的規(guī)劃設(shè)計(jì)與熱源的合理配合；

-建設(shè)污泥集中處理時(shí)自持焚燒減量方案為佳。

原標(biāo)題:疫情下污泥處理處置的思考